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活性/分散染料多组分纺织品一浴法染色

来源:印染在线 发布时间:2015年04月15日

纤维素纤维和聚酯纤维的多组分纺织品一般需要用两种染料染色,活性和分散染料是用得最多的两种染料,活性染料染纤维素纤维组分,分散染料染聚酯组分。两类染料染两种纤维,由于结构和性能差距很大,染色工艺条件差别也就很大,很难同浴染色,主要矛盾如下:

(1)染色温度:活性染料上染和固色温度较低,通常在60%一80%。温度过高,染料水解速率加快,固色效率降低,温度在100%以上时,部分染料还会遭到还原、水解破坏。分散染料染色,由于聚酯纤维难溶胀、结构紧密、分散染料水溶性很低,所以上染温度都较高,PET纤维在130℃左右,PTT和PLA等新型纤维染色温度虽然较低,也在llO℃一120℃范围,故两类染料很难有相同的染色温度。

(2)染液PH值:活性染料固色应在碱性浴中进行,而在碱性浴中,当温度较高时,许多分散染料会遭到水解、还原破坏,一些聚酯纤维例如PLA纤维还会发生水解损伤,故分散染料宜在弱酸性浴中染色o

(3)电解质和助剂:活性染料染色通常需要添加较多的中性电解质促染,而分散染料在染液中主要成悬浮体存在,大量电解质会降低分散染料悬浮体的稳定性,使分散染料凝聚和沉淀。分散染料商品中存在大量的分散剂,许多分散剂会和活性染料反应,不仅使活性染料丧失反应性,而且会降低分散染料的分散稳定性。

(4)染料沾色:两类染料同浴染色时,它们对非染色纤维会发生沾色,降低色牢度和色光鲜艳度,特别是分散染料对纤维素纤维的沾色。同浴染色,沾色对染色重现性和色牢影响也很大,拼色时由于各种染料染色性不同,会大大降低染色重现性,此外两种染料同浴溶解和分散也难。

基于上述矛盾,活性和分散染料同浴染色的上染率或固色率、色牢度、色光鲜艳度和颜色重现性均低于分浴染色。所以许多工厂仍采用两浴法或一浴两步法染色。两浴法和一浴两步法染色矛盾虽然小一些,但加工效率低,耗水耗能多,污水排放量也大,加工成本还高。一浴法、一浴二步法和两浴法染色特点见

表一。

表一活性/分散染料几种染色工艺比

染色工艺

加工时间

色湿牢度

重现性

加工效率

生态性

一浴法

Ο

Δ

Χ

Ο

Ο

一浴二步法

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

两浴法

Χ

Ο

Ο

Χ

Χ

表中:Ο一优良;Δ一较差;Χ一很差

在当前大力提倡节能减排的形势下,大力开发一浴法染色是有重要意义的。虽然进行一浴法染色还存在许多难点,但是随着技术进步,例如目前已开发了不少新染料、新助剂,染色工艺也有了迅速发展,例如包括目前正在开发的低碱和中性固色一浴法和低盐或无盐染色一浴法等工艺,它们均有很好结果。

低碱和中性固色可以大大提高活性和分散染料在高温染浴在高温染浴中的稳定性,活性染料不易水解,固色的染料不易水解断键,分散染料在染浴中不易水解和还原破坏。在低盐和无盐染浴中染色,分散染料对纤维素纤维的沾色大大减少,有利于提高色湿牢度,分散染料还不易聚集,分散稳定性和染色重现性均可提高。应用这两种染色新工艺时,不仅要仔细选用染料,还要应用相关助剂。进行低碱和中性固色的主要途径如下:

(1)开发新的或改良老的活性染料,主要通过分子设计,研制的新的活性染料,包括引入反应性强的活性基,改变连接基或封端基,增加染料分子大小或共平面性,适当提高染料的直接性,并通过商品化加工或添加适当添加剂或助剂。提高染料的反应性、直接性和匀染性。

(2)对纤维改性,提高纤维的反应性。通过物理化学或化学改性,前者主要是提高纤维的溶胀性,使纤维中的孔道网络变粗,并增加纤维的无定形区含量,以加快染料扩散速度和增加染料上染和固色率;后者主要是对纤维进行胺化或季胺化,不仅可以引入反应性强的氨或胺基,而引入阳离子季胺基后,还可以提高与阴离子染料的结合力和与其.临近的羟基的反应性。以上措施都可以使纤维在低碱或中性条件下固色,克服多组分纤维纺织品活性/分散染料染色PH值的矛盾。因此开发纤维素纤维改性剂具有重要意义。以上是对纤维素纤维改性,如果对聚酯纤维改性,降低其染色温度,则可以克服染色温度矛盾。

笔者曾研究多只涤纶分散染料染色的新型载体,并用于多组分纺织品一浴法染色。


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(3)适当增加固色反应条件或应用低碱中性固色助剂,进行一浴法染色。对浸染来说,进行高温高压法染色时,由于染液温度超过100℃,有的达到130℃,因此一些反应性强的活性染料,例如烟酸取代基的杂环活性基染料,可以在100℃以上进行低碱或中性一浴法固色。具有β一羟基乙砜活性基的染料,经过“预活化”后也可以进行低碱或中性一浴法固色。在染液中加人中性固色剂或催化剂,也可以使杂环类活性基染料在低碱或中性固色。笔者研究发现,无论是采用热焙固色、或者高温浸染,应用中性固色剂并在高温下固色,活性染料的固色率均高于碱性固色工艺,特别适合活性/分散染料一浴法染纤维素/聚酯多组分纤维纺织品。

除了中性固色剂或催化剂外,浸染时增加染液中的中性电解质,轧染时加入双氰胺等添加剂等,都有利于低碱或中性一浴法染色。

为了克服活性和分散染料染色PH值矛盾,国内外开发了不少所谓PH值滑动剂或调节剂。它们随着染色温度不断提高,逐步发生水解等反应,使染液PH值从碱性逐步变成弱酸性。在低温碱性(60℃一700℃,PHl0.5—11)时活性染料发生固色,在高温弱酸性(110℃一130℃,PH5—6.5)时分散染料发生上染和固着。不过由于PH值滑动的温度和速度与两类染料上染固色速度匹配较难,目前性能好的助剂还不多,有待继续开发。

活性/分散染料高温高压一浴法染色,对纤维素/PET纤维多组分纺织品来说,难度高一些,因为两类纤维的染色温度差距大,染色温度高,通常为130℃。活性染料稳定性差,直接性也低,用盐量大。而对

PLA和PTT纤维的多组分纺织品来说,困难相对小一些,例如PTT纤维染色温度为110℃,PLA纤维还可略低些,用盐量约为PET的一般,所以矛盾较小。更多组分的纺织品染色难度更大,要具体根据纤维组成和含量来设计染色工艺,可以预计

,一浴法染色以后会更多。


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